热水采暖系统的水力计算

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1、供热工程GONGREGONGCHENG第四章热水采暖系统的水力计算第四章热水采暖系统的水力计算知识目标：1、熟悉水力计算的基本原理；2、掌握采暖系统水力计算的任务和方法；3、掌握机械循环热水采暖系统的水力计算的方法和步骤。能力目标：1、能进行一般室内采暖工程的施工图设计计算；2、能熟练使用常用的水力计算图表；3、能运用水力计算的基本原理分析解决工程实际中存在的问题。目录第1节管路水力计算的基本原理第2节热水采暖系统水力计算的任务和方法第3节机械循环单管热水采暖系统的水力计算123在管路的水力计算中，通常把管路中水流量和管径都没有改变的一段管子称为一个计算管段。

2、任何一个热水供暖系统的管路都是由许多串联或并联的计算管段组成的。当流体沿管道流动时，由于流体分子间及其与管壁间的摩擦，就要损失能量；而当流体流过管道的一些附件(如阀门、弯头、三通、散热器等)时，由于流动方向或速度的改变，产生局部旋涡和撞击，也要损失能量。前者称为沿程损失，后者称为局部损失。第一节管路水力计算的基本原理ΔP＝ΔPy+ΔPi＝Rl+ΔPiΔP——计算管段的压力损失，Pa；ΔPy——计算管段的沿程损失，Pa；ΔPi——计算管段的局部损失，Pa；R——每米管长的沿程损失，Pa／m；l——管段长度，m。第一节管路水力计算的基本原理第一节管路水力计算的基本

3、原理（1）沿程压力损失根据达西公式，沿程压力损失可用下式计算1.1基本公式Pa(4-1)单位长度的沿程压力损失，也就是比摩阻R的计算公式为Pa/m(4-2)第一节管路水力计算的基本原理式中——沿程压力损失，Pa——管段的摩擦阻力系数；d——管子的内径，m；ρ——流体的密度，kg/m3；——管中流体的速度，m／s；——管段的长度，m。实际工程计算中，往往已知流量，则公式(5-2)中的流速v可以用质量流量G表示式中G为管段中水的质量流量，kg／h。第一节管路水力计算的基本原理附录D-1就是按上式编制的热水采暖系统管道水力计算表。R=f(d、G)第一节管路水力计算的

4、基本原理式中∑ξ——管段的局部阻力系数之和（2）局部压力损失（3）总损失第二节热水采暖系统水力计算的任务和方法(1)已知各管段的流量和循环作用压力，确定各管段管径。(2)已知各管段的流量和管径，确定系统所需的循环作用压力。(3)已知各管段管径和该管段的允许压降，确定该管段的流量。2.1热水采暖系统水力计算的任务2.2等温降法水力计算方法2.2.1最不利环路计算(1)最不利环路的选择确定第二节热水采暖系统水力计算的任务和方法采暖系统是由各循环环路所组成的，所谓最不利环路，就是允许平均比摩阻最小的一个环路。可通过分析比较确定，对于机械循环异程式系统，最不利环路一般

5、就是环路总长度最长的一个环路。(2)根据已知温降，计算各管段流量（4-16）式中Q——各计算管段的热负荷，W；——系统的设计供水温度，℃——系统的设计回水温度，℃。第二节热水采暖系统水力计算的任务和方法(3)根据系统的循环作用压力，确定最不利环路的平均比摩阻(4-17)式中——最不利环路的平均比摩阻，Pa/m；△p——最不利环路的循环作用压力，Pa；α——沿程压力损失占总压力损失的估计百分数，查附录D-6确定α值；∑——环路的总长度，m。a,b,选择适当的比摩阻Rpj选择适当的比摩阻Rpj值是一个技术经济问题。如果选用较大的Rpj值，则管径可减小(当流量一定)

6、，但系统的压力损失增加,循环水泵的扬程增大，电能消耗增大,但初投资减小。如果选用较小的Rpj值，则管径可增大，系统的阻力减小,运行泵费用减小,但初投资增大。所以全面考虑Rpj值的选取具有一定的经济意义和技术意义，为了各循环环路易于平衡，最不利环路的比摩阻Rpj，一般取60～120Pa/m。第二节热水采暖系统水力计算的任务和方法第二节热水采暖系统水力计算的任务和方法(4)根据Rpj和各管段流量，选出最接近的管径，确定该管径下管段的实际比摩阻R和实际流速υ。(5)确定各管段的压力损失，进而确定系统总的压力损失。2.2.2其它环路计算其它环路的计算是在最不利环路计算

7、的基础上进行的。应遵循并联环路压力损失平衡的规律，来进行各环路的计算。4.3机械循环单管热水供暖系统管路的水力计算与重力循环系统相比，机械循环系统的作用半径大，其室内热水供暖系统的总压力损失一般约为10-20kPa，对水平式或较大型的系统，可达20~50kPa。(2)在机械循环系统中，循环压力主要是由水泵提供，同时也存在着重力循环作用压力。管道内水冷却产生的重力循环作用压力，占机械循环总循环压力的比例很小，可忽略不计。对机械循环双管系统，水在各层散热器冷却所形成的重力循环作用压力不相等，在进行各立管散热器并联环路的水力计算时，应计算在内，不可忽略。第三节机械循

8、环单管热水采暖系统的水力计算3.1机械